fluxul de fluid prin orificiile și duzele

1.9 Fluxul de lichid prin găurile și duzele

1.9.1 Curgerea fluidului printr-o mică deschidere în peretele subțire

Acest flux de fluid poate fi adesea observate în canalele de mașini și aparate hidraulice, având diferite forme ale secțiunii transversale și numeroase locuri de contracție și de expansiune, adică, rezistența locală.

Cele mai multe dintre aceste rezistențe pot fi reduse la deschiderile de formă într-un perete subțire. situate în linia hidraulică sau perpendicular canal de curgere a lichidului (Fig. 1.9.1). Această rezistență este de obicei numit diafragma.

Fig. 1.9.1. Fluxul de lichid printr-o deschizătură într-un perete subțire

O gaură circulară având un diametru să fie mici în cazul în care deschiderea dreptunghiulară - dacă

în care - presiunea fluidului la orificiul de admisie;

- presiunea de ieșire;

- înălțimea de deschidere dreptunghiulară, luată de-a lungul vertical perpendicular pe fluxul de lichid. În aceste condiții, viteza de curgere a secțiunii transversale gaura practic nemodificată.

Peretele poate fi considerat subțire. în cazul în care grosimea sau gaura are o muchie ascuțită. Când fluidul curge printr-o astfel de gaură având doar scăderea presiunii locale, iar grosimea peretelui nu influențează compresia jet.

Calcularea debitului de fluid prin deschiderea menționată este redusă la determinarea vitezei și a debitului.

Fluxul de fluid de proces prin deschidere este după cum urmează: particulele de fluid se apropie deschiderea întregului volum adiacent peretelui din stânga (Figura 1.9.1 și b.). Particulele se mișcă rapid pe diferite traiectorii netede. Jetul pauze departe de peretele de la marginea găurii și oarecum comprimată.

Compresia jetului din cauza necesității de a asigura o tranziție lină de la diferite direcții de deplasare, inclusiv deplasarea radială a lungul peretelui la mișcarea axială în jet. Cea mai mare secțiune jet comprimat este în spatele peretelui pentru o distanță egală cu aproximativ jumătate din diametrul găurii.

Perfect se numește compresie. în care peretele țevii nu au nici un efect asupra gradului de contracție a jetului, adică diametrul țevii este semnificativ mai mare decât diametrul deschiderii.

Dacă diametrul țevii proporțional cu diametrul găurii în diafragmă, atunci avem o comprimare imperfectă a jetului. În acest caz, peretele țevii îndreptate parțial mișcarea lichidului pe drumul spre deschidere, jetul lăsând găuri este comprimat într-o măsură mai mică decât sub o comprimare perfectă.

Raportul de compresie este estimat coeficient de compresie egal sub un raport de compresie perfectă a zonei a fluxului comprimat în zona de deschidere a secțiunii transversale (fig. 1.9.1, b și c)

Atunci când o compresie imperfectă cu următoarea formulă deține Zhukovskogo

în care - aria deschiderii;

- aria secțiunii transversale a conductei, în care o diafragmă.

Pentru a determina viteza de utilizare lichid ecuația Bernoulli pentru secțiunile transversale la intrare și evacuare deschideri de mici

în cazul în care - pierderea de presiune locală la intrarea de curgere în gaura. Din moment ce, atunci, este posibil să fie luate în considerare.

numitul raport de viteză.

Pentru un lichid ideală, în consecință, viteza de curgere a unui fluid ideal pentru

Apoi, din formulele (1.9.3) și (1.9.4), că raportul de viteză este raportul dintre debitul efectiv la rata ideală de fluid

Debitul real este întotdeauna oarecum mai mică decât ideal, datorită rezistenței la mișcare, prin urmare, raportul de viteză este întotdeauna mai mică decât unitatea.

Debitul este produsul dintre viteza de curgere efectivă și aria secțiunii transversale efective a jetului

sau, sub rezerva expresii (1.9.1) și (1.9.3),

coeficienții coeficientului produsului și a apelurilor de debit, care este.

Apoi, cu formula (1.9.7) va lua forma finală

Ecuația (1.9.8) rezultă că

Aceasta înseamnă că coeficientul de curgere este raportul dintre debitul efectiv printr-o gaură în diafragmă pentru fluxul, care ar avea loc în absența rezistenței cu jet și de compresie.

Valoarea nu este în consumul ideal atunci lichid, contracția jet va fi, în absența pierderilor hidraulice. Debitul real este întotdeauna mai mică decât teoretic, și, în consecință, debitul este întotdeauna mai mică decât unitatea.

Introdusă în considerarea rapoarte de compresie, rezistență și viteză de curgere depinde de tipul și numărul de găuri.

Pentru lichide în care se produce atunci când coeficienții variază într-un interval mic, deci o comprimare perfectă și completă a jetului poate fi luată în calcule :.

Analiza Formula (1.9.8) indică faptul că cel mai simplu mod de control al fluxului de fluid este de a schimba zona de curgere a rezistenței hidraulice locale speciale.

Rezistența hidraulică se numește sugrumare (de la cuvântul drosseln german - strivire) metoda și reglarea debitului - un drosel.

1.9.2 Expirarea lichid prin duză

duză de presiune hidraulică numită o lungime scurtă de țeavă atașat la o deschidere în container.

Lungimea duzei este în mod tipic, în cazul în care - diametrul orificiului din peretele vasului.

Duzele sunt utilizate pentru a crește rata de lichid care curge din container în comparație să curgă prin gaura din perete.

în funcție de locație în raport cu peretele vasului;

în formă de structură pe;

• cilindrice,
• conic (convergent - divergente și convergente tuburi - difuzoare) (. Figura 1.9.2) și (duze) unui trunchi de con.

Fig. 1.9.2. Forme de duze hidraulice externe:
și - o formă cilindrică; b - un convergent conic;
în - trunchi de con; într - un divergentă conic

La intrarea orificiului duzei în cursul fluidului datorită încovoiere și compresiune se produce jeturi, la o anumită distanță de zona de intrare este format în duza swirls lichid.

jet de compresie în interiorul duzei duce la formarea vidului. amploarea care depinde de viteza de curgere și, prin urmare, amploarea capului peste centrul deschiderii într-un orificiu.

presiune de funcționare completă crește de duze datorită vidului. care în cele din urmă duce la creșterea fluxului de fluid, în comparație cu o rată de scurgere a fluidului prin deschiderea din peretele subțire al containerului.

Fluxul de fluid prin orificiul definit prin formula (1.9.8), unde valoarea pentru a primi zona duzei de evacuare este definită ca diferența de presiune la orificiul de intrare și duza de evacuare, iar coeficientul de curgere ia în considerare amplasarea duzei față de peretele recipientului și forma acestuia.

Pentru cilindric Venturi coeficient de curgere a duzei exterioare, și o duză interioară cilindrică Borda -.

Coeficientul de debit ajutaj convergent conic depinde de unghiul la vârful conului. Odată cu creșterea unghiului de până la, rata de curgere este crescut de la unghiul de conicitate Increase peste conduce la o anumită reducere a coeficientului de curgere, deoarece în acest caz, există o comprimare suplimentară a jetului la ieșirea fluidului din duză. ajutaj convergent conica este utilizată atunci când este necesar pentru a primi jetul de fluid, având o energie cinetică ridicată, cum ar fi duze cu jet de cerneală amplificatoare hidraulice.

Conica duză divergente este utilizat în acele cazuri. atunci când este necesar, prin reducerea vitezei fluidului și, prin urmare, energia cinetică, crește considerabil presiunea, adică energia potențială, de exemplu la ieșirea pompei centrifuge. Pentru o funcționare fiabilă, fără defalcare în vid duze conice divergente permise unghiul conicitate, coeficientul de evacuare menționat la secțiunea de ieșire a diametrului duzei este aproximativ egală.

Duzele conică (duză) are o porțiune de intrare, configurată sub formă de jeturi de fluid care emană din găurile, iar porțiunea de ieșire are o formă cilindrică. Acest design elimină jetul duzei de compresie minimizează toate pierderile de energie, oferă cea mai mare rată de curgere, cu toate acestea, este dificil de fabricat.

1. Ce locale rezistență la deschiderile de formă într-un perete subțire?
2. Ceea ce se numește diafragmă hidraulică?
3. În ce condiții este gaura din hidraulic cred mici?
4. Care a peretelui diafragmă poate fi considerată o amendă?
5. Ce explică contracția jetului de lichid in timp ce trece printr-o gaură mică?
6. Care este diferența dintre o comprimare perfectă a jetului de imperfect?
7. Cum de a evalua gradul de compresie a jetului?
8. Care este coeficientul ratei de curgere a fluidului printr-o deschidere mică?
9. Pe măsură ce debitul este legat de raportul de compresie și viteza?
10. Pentru unii, în funcție determină curgerea fluidului prin orificiul sau duza?
11. Ceea ce se numește soc hidraulic?
12. Care este calea încetiniți controlul fluxului de fluid?
13. Ceea ce se numește duza hidraulic?
14. În ce scop sunt folosite în echipamente hidraulice?
15. Ce tipuri de duze utilizate în mașini și dispozitive hidraulice?
16. Care este principiul atașamentului hidraulic?
17. De ce este debitul de volum prin duză este mai mare decât pentru curgerea fluidului printr-o gaură de același diametru?
18. În ce scop sunt folosite în sistemele hidraulice conice convergente duză?
19. În ce scop sunt folosite în sistemele hidraulice conice duză divergente?
20. Care dintre duzele pentru debitul maxim al volumului de lichid?